Le cerveau est dit « site immun privilégié » car il est séparé de la circulation générale par la barrière hémato-encéphalique (BHE). Cette dernière est composée principalement de cellules endothéliales, cellules constituant la paroi des vaisseaux sanguins, reliées par des jonctions serrées (contacts étanches entre deux cellules). La BHE constitue ainsi une séparation réputée infranchissable par les grosses molécules entre le sang et le milieu extracellulaire baignant les cellules nerveuses. Elle constitue un filtre très sélectif, empêchant le passage des agents pathogènes et des toxines mais aussi des agents pro et anti-inflammatoires circulants du sang vers le cerveau.

Depuis une vingtaine d’années, cette théorie a été remise en cause : plusieurs études ont montré que le cerveau interagissait avec le système immunitaire général. Les seules cellules immunitaires présentes dans le cerveau sont les cellules microgliales, très semblables aux macrophages de la circulation systémique. Les cellules de la microglie sont issues de la lignée hématopoïétique cela constitue un premier argument contre l’idée d’un privilège immun du système nerveux central. De plus, la sclérose en plaques et la maladie d’Alzheimer seraient corrélées à des changements du système immunitaire, des maladies auto-immunes intestinales, comme la maladie de Crohn. En effet, une piste thérapeutique prometteuse dans ces deux maladies reste l’immunothérapie.

Un lien semble donc exister entre le système immunitaire périphérique et le cerveau malgré la BHE qui constitue une enveloppe protectrice filtrant les agents inflammatoires circulants. Un des freins les plus importants dans ce domaine de recherche consistait dans l’absence de lien physique entre le cerveau et le corps, lien qui pourrait répondre à de nombreuses interrogations.
Il y a quelques jours, une équipe de l’Université de Virginie semble avoir trouvé une explication : un réseau de vaisseaux lymphatiques reliant directement le cerveau au système immunitaire.

Le système lymphatique assure une double fonction : la protection vis-à-vis des infections, grâce aux globules blancs, et l’élimination des toxines. La lymphe est nécessaire au fonctionnement du système immunitaire car elle draine des nutriments, des protéines en excès, toutes sortes de déchets issus des cellules ainsi que des micro-organismes qui se sont infiltrés à travers les barrières de protection.

Une découverte bouleversant la compréhension du système immunitaire et du cerveau

On peut lire dans la très récente publication dans la revue Nature les principaux résultats de ces recherches et la méthode suivie par ces chercheurs : l’expression des protéines CD3 – complexe protéique membranaire utilisé pour identifier les lymphocytes T – et CD31 – marqueur des cellules endothéliales – est analysée in vivo chez la souris. Ces protéines sont identifiées au niveau des sinus duraux (qui sont les lieux de passage des vaisseaux sanguins au sein de la dure-mère, une enveloppe externe protégeant le système nerveux). Pour confirmer la possible présence de ces vaisseaux lymphatiques, des anticorps anti CD45 couplés à des fluorochromes sont injectés aux souris par intraveineuse avant sacrifice. CD45 est un marqueur panleucocytaire et sert donc à détecter l’ensemble des globules blancs. Ces derniers circulent, entre autres, dans le sang et dans la lymphe et sont, du fait de leur grande taille (17 à 7 µm de diamètre), normalement absents du système nerveux central grâce à la barrière hémato-encéphalique, « barrière immunologie », qui bloque leur passage. La fluorescence se retrouve de manière très localisée au niveau des sinus duraux, ce qui atteste d’une part de la communication entre le système général et le système nerveux central et, d’autre part, de la présence de vaisseaux lymphatiques le long de ces sinus duraux. De plus, l’expression des lymphocytes T et des cellules exprimant le complexe majeur d’histocompatibilité de type 2 (molécule retrouvée à la surface de cellules présentatrices d’antigènes) est co-localisée avec l’expression de CD31 le long des sinus duraux.

Ces résultats, entre autres, semblent confirmer la présence de vaisseaux lymphatiques au niveau du système nerveux central.

Pourquoi ces cellules étaient restées jusque-là inconnues aux yeux des scientifiques ? Louveau et ses collègues ont développé une nouvelle méthode d’observation ex vivo : les méninges du cerveau de la souris sont d’abord fixées puis extraits ; or c’est l’inverse qui est habituellement réalisé. Cette technique autorise une meilleure conservation des tissus et des interactions cellulaires et a ainsi permis la localisation de ces vaisseaux.

Nouvelles perspectives

Cette découverte bouleverse la vision traditionnelle du « site immun privilégié » et soulève de nombreuses questions. Elle offre un nouvel angle d’attaque dans la compréhension de certaines maladies neurologiques et un espoir de nouveaux traitements. La maladie d’Alzheimer serait principalement dû à l’accumulation dans le cerveau de la protéine bêta amyloïde, accumulation qui entraîne la formation de plaques amyloïdes, induisant une toxicité pour les cellules nerveuses. On pourrait, dans certains cas, expliquer cette accumulation par un système lymphatique nerveux (puisqu’il existerait désormais !) déficient chez les sujets malades.

Sources

1 – Louveau A & al. Structural and functional features of central nervous system lymphatic vessels. Nature. 2015 ; DOI : 10.1038/nature14432.

2 – http://neurosciencenews.com/lymphatic-system-brain-neurobiology-2080/

3 – http://www.sciencedaily.com/releases/2015/06/150601122445.htm